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四 川 理 工 學 院
畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書
題 目 加工中心16刀刀庫
的設計與控制
學 生 熊 麗
系 別 機電工程系
專 業(yè) 班 級 機電03.3班
學 號 030110529
指 導 教 師 王漢勝
3
四 川 理 工 學 院
畢業(yè)設計（論文）任務書
設計（論文）題目： 加工中心16刀刀庫的設計與控制
系： 機電工程系 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化（機電一體化）班級：03級3班
學 號： 030110529
學生： 熊麗 指導教師： 徐中行
接受任務時間 3月5日
教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名）
1．畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求
（1）、主要技術指標及要求
刀座數(shù)：16 選刀時間：3S
（2）、設計內(nèi)容與要求
（3）、 編寫設計計算說明書
說明書應有以下內(nèi)容 ：①目錄；②300字以上的中、英文摘要；③機構(gòu)原理、液壓驅(qū)動原理、電器控制原理；④主要零件的設計（包括強度、剛度計算等）；⑤總結(jié)；⑥參考文獻等內(nèi)容。
（4）、工程圖紙要求
① 機構(gòu)裝配總圖（人工繪圖）； ② 主要零部件圖（CAD繪圖）
2．指定查閱的主要參考文獻及說明
（1）《機械設計手冊》 （2）《數(shù)控機床設計手冊》
（3）《傳感器》 （4）《機電傳動控制》
（5）《液壓與氣壓傳動》 （6）《數(shù)控機床》
3．進度安排
設計（論文）各階段名稱
起 止 日 期
1
相關資料的收集及總體機構(gòu)的確定
2007.3.5至2007.3.25
2
主要零件的設計和強度計算
2007.3.26至2007.4.20
3
畫裝配圖及零件圖
2007.4.21至2007.5.31
4
設計說明書編制
2007.6.1至2007.6.4
5
檢查
2007.6.5至2007.6.6
注：本表在學生接受任務時下達
目 錄
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 加工中心簡介 1
1.2.1 加工中心的發(fā)展簡史 1
1.2.2 加工中心的結(jié)構(gòu)組成 2
1.2.3 加工中心的分類 3
1.2.4 加工中心的主要優(yōu)點 4
1.2.5 加工中心的發(fā)展趨勢 5
1.3 本文研究的主要內(nèi)容——刀庫 7
1.3.1 刀庫的類型 7
1.3.2 本文所設計的刀庫 9
第二章 刀庫驅(qū)動電動機的選定 12
2.1 按負載轉(zhuǎn)矩選 12
2.2按加速時的最大轉(zhuǎn)矩選 13
2.3 校驗 13
2.4 分配傳動比 13
第三章 刀庫傳動機構(gòu)的設計 15
3.1初定刀套線速度 15
3.2刀庫傳動方式以及 15
第四章 傳動軸的設計 19
4.1軸的材料 19
4.2蝸桿軸的初步估算 19
4.2.1初步估算軸的最小直徑 19
4.2.2選擇聯(lián)軸器 19
4.2.3確定滾動軸承的類型 20
4.2.4初步估計蝸桿軸各段的尺寸 20
4.3 蝸輪軸的初步估算 21
4.3.1初步估算軸的最小直徑 21
4.3.2確定軸伸處的最小直徑 21
4.3.3確定滾動軸承的類型 21
4.3.4初步估計蝸輪軸的各段尺寸 21
4.4 軸徑的設計與校核 22
4.4.1 蝸桿軸 22
4.4.2蝸輪軸的計算 26
第五章 軸承的校核 30
5.1蝸桿軸 30
5.2 蝸輪軸 30
第六章 其它零部件尺寸的設計與計算 31
6.1 回零減速撞塊尺寸的計算 31
6.2 刀盤與刀套的設計 31
6.2.1 刀套 31
6.2.2 刀盤 32
6.3 刀具（刀座）識別裝置 32
第七章 液壓系統(tǒng)的設計 34
7.1 液壓缸的載荷組成和計算 34
7.2 液壓缸內(nèi)徑以及其它尺寸的確定 34
7.2.1計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 34
7.2.2 油缸壁厚的計算 35
7.2.3 缸底厚度計算 35
7.3 油缸長度L的確定 36
7.4 液壓系統(tǒng)初步設計 36
第八章 PLC控制 37
第九章 結(jié)論 39
參 考 文 獻 40
致 謝 41
致 謝
摘 要
刀庫是自動換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對加工中心的設計有很大影響。
16刀刀庫是在小型加工中心應用最為廣泛，根據(jù)使用的場合和實際運用的要求，設計了相應的16刀的圓盤式刀庫，并且對它的控制進行了一定的研究。
論文首先對16刀刀庫總體設計方案進行闡述，闡述其各部件的工作原理，然后就刀庫的結(jié)構(gòu)設計與控制分章節(jié)對各個部分進行計算與設計。
刀庫的結(jié)構(gòu)設計是本文研究的重點，傳動部分為蝸桿蝸輪的一種減速裝置，對于該裝置中的蝸桿、蝸輪以及相關的軸都進行了詳細的計算;控制部分為刀庫送刀部分，由液壓控制和PLC控制完成。
關鍵詞：加工中心，刀庫，蝸桿蝸輪，液壓，PLC。
ABSTRACT
Tool storage is one of the main components of the automatically-trading-knife installment. Its capacity, position and structure have great influence to the design of the machining centre.
16-tool tool storage is widely used in the machining centre. Based on the situation and requirement the 16-tool used, the disc-style tool storage of the 16-tool is designed and some research about its control is made in this paper.
The paper illustrates the design project of the 16-tool tool storage firstly, and then explains its operation principle, and at last calculates and designs the structure and control of the tool storage separately by chapters.
The design of the structure of the tool storage is the key point of this research. Driving part is a decelerating set of the worm and worm gear. The sizes of the worm, worm gear and axis are calculated. The control parts are tool storage delivering parts, which is completed by the hydraulic pressure and PLC control.
Key words: machining centre, tool storage, worm, worm gear, hydraulic pressure, PLC